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基于微生物群落调控原位修复污染地表水体的策略
发表时间:2019-04-04     阅读次数:     字体:【

文章通过对微生物群落特定调节作用的分析,提出了一种污染水体生态系统自净能力的原位修复策略—水体微生物活化系统(EAS)。
水体微生物活化系统最大特点是改变了传统水体净化采用的旁通水处理工艺,通过驯化本土微生物为有益于污染物去除的优势菌种,打破水体中原有微生物的平衡状态;持续不断激活水体本土微生物中的优势菌种,使之大量繁殖,利用水体持续的微循环,不断释放,以水体本身代替传统的体积有限的生物反应器,大大释放了微生物的生长空间;充分发挥微生物大量繁殖过程中对水体污染物产生的强大分解能力,提高微生物的有效生物量和功能性,重组、完善和优化水体微生物生态系统,促使水体生态系统恢复自净能力,达到水体生态修复的目的。文章对这种污染水体原位修复策略开发了概念模型,模型描述了微生物活化系统改善水质的原理,包括特异性微生物的生长动力学、特异性微生物对非特异性微生物的竞争性抑制,以及EAS诱导的污染水体自净过程。其中,微生物的产率系数(YHv)和内源呼吸速率(bH)是EAS工艺参数的基础,这两个关键参数的测定可以帮助研究者更深刻地理解EAS诱导的水质修复机制。
污染水体原位修复概念模型示意图

编者点评
氮磷过度排放导致的水体富营养化是一个全球性的环境问题。传统的解决办法主要是通过提高污水收集处理率以减少氮磷排放,或者利用物理化学方法修复污染水体。本研究表明生态系统具有强大的自我净化能力,通过强化微生物群落的核心作用,并通过重建和扩展食物链,可以实现水体中营养成分在微生物、水生植物、水生动物之间的转移和平衡,从而恢复水生态系统的自净能力,改善水质。文章用数学语言和简明的概念模型描述了水体微生物活化系统(EAS)的核心原理和设计方案——通过强化土著微生物群落来提高污染水体的自净能力。同时,模型可以用于EAS的定量设计、操作运行和优化,对污染水体原位修复具有指导意义。

 
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